WO2011141224A1 - Constant-voltage sensor - Google Patents

Abstract

According to the present invention, a constant electric potential of a target electrode (1) is measured without contact. For this purpose, a sensor electrode (3) having a constant electric potential is positioned at a predetermined electrode distance relative to the target electrode (1) for the purpose of capacitive coupling of the sensor electrode (3) to the target electrode (1). A measuring device (5) measures the current flow of a charge transfer current (I) through at least one electric lead (7) connected to the sensor electrode (3). By means of a device (9) for changing a length of a capacitor path (11) of a capacitor (13) formed from the sensor electrode (3) and the target electrode (1), the constant potential of the target electrode (1) can be calculated.

Description

Beschreibung description

Konstant-Spannungs- Sensor Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum berührungslosen Erfassen eines konstanten elektrischen Potentials einer Zielelektrode gemäß den Ober^¬ begriffen des Hauptanspruchs und des Nebenanspruchs. Zur berührungslosen Messung des Potentials einer Elektrode über eine kapazitiv gekoppelte Sensorelektrode, die während einer Messzeit dauerhaft auf einem konstanten Potential gehalten ist, kann der durch die kapazitive Kopplung entstehende Umladestrom herangezogen werden. Dieser wird allgemein durch folgende Gleichung 1 beschrieben: Constant-voltage sensor The present invention relates to a device and a method for contactless detection of a constant electric potential of a target electrode according to the upper ^{¬ concepts} of the main claim and the independent claim. For non-contact measurement of the potential of an electrode via a capacitively coupled sensor electrode, which is held permanently at a constant potential during a measuring time, the charge generated by the capacitive coupling Umladestrom can be used. This is generally described by the following equation 1:

_ dC_{sen elec} dU _d _ dC _{sen elec} dU _d

^{1 ~} ^ ^U d ⁺ ^ ^sen,elec \ ^■>- ) · ^{1 ~} ^ ^U d ⁺ ^ ^ sen, elec \ ^■ > -) ·

dt dt  dt dt

Darin ist C_{seVir e}lec die aus Sensor-Elektrode und betrachte- ter Elektrode gebildeter Kapazität und die zwischen Sen^¬ sorelektrode und betrachteter Elektrode herrschende Spannung. Die Kapazität C_{seVir e}lec i^st dabei lediglich von den betei^¬ ligten Materialien, insbesondere den Dielektrika, den geomet^¬ rischen Parametern und von der Elektrodenanordnung ein- schließlich von Nachbarelektroden bestimmt, nicht jedoch von den an den Elektroden herrschenden Spannungen. Therein C _{sévir e} lec from the sensor electrode and considered one electrode formed capacitance and the prevailing between Sen ^¬ sorelektrode and considered one electrode. The capacitance C _{sévir e} lec i ^st merely by the BETEI ^¬-favored materials, especially dielectrics, the geomet ^¬ generic parameters and eventually one of the electrode arrangement of neighboring electrodes determined, but not the ruling of the electrode voltages.

Die DE 10 2005 022 884 AI offenbart ein Verfahren zur kontaktlosen Inspektion von einer auf einem flächigen Träger ausgebildeten Leiterbahnstruktur, bei dem mittels einer Positioniereinrichtung eine Elektrode relativ zu der Leiterbahnstruktur in einem vorbestimmten Abstand positioniert wird und zwischen der Elektrode und der Leiterbahnstruktur eine elektrische Spannung angelegt wird. Die Elektrode wird in einer Ebene parallel zu dem Träger bewegt, wobei zumindest an aus^¬ gewählten Positionen ein Stromfluss durch eine mit der Elektrode verbundene elektrische Leitung gemessen wird. Aus der stärke des Stromflusses wird der lokale Spannungszustand in einem Teilbereich der Leiterbahnstruktur detektiert. Dieser Spannungszustand kann zur Bestimmung der Qualität der Leiterbahnstruktur verwendet werden. Somit können durch geometrische Veränderungen der Leiterbahnstruktur erzeugte Defekte wie Kurzschlüsse, Einschnürungen oder Leitungsbrüche erkannt werden . DE 10 2005 022 884 A1 discloses a method for contactless inspection of a printed conductor structure formed on a flat carrier, in which an electrode is positioned at a predetermined distance relative to the printed conductor structure by means of a positioning device and an electrical voltage is applied between the electrode and the printed conductor structure becomes. The electrode is moved in a plane parallel to the support, wherein a current flow is measured by an electrode connected with the electrical lead, at least on selected from ^¬ positions. The strength of the current flow causes the local voltage state in detected a subregion of the conductor track structure. This stress state can be used to determine the quality of the trace structure. Thus, defects such as short circuits, constrictions, or wire breaks caused by geometric changes in the wiring pattern can be detected.

Die WO 2008/058949 A2 offenbart ein Sensorelement zur Inspek^¬ tion von einer an einem flächigen Träger ausgebildeten Leiterbahnstruktur. Das Sensorelement umfasst ein Substrat, wel^¬ ches mechanisch derart strukturiert ist, dass es einen erha^¬ benen oberen Bereich und einen vertieften unteren Bereich aufweist wobei der kleine obere Bereich und der vertiefte un^¬ tere Bereich durch einen bevorzugt stufenförmigen Übergangsbereich miteinander verbunden sind. Das Sensorelement umfasst ferner eine Mehrzahl von Sensorelektroden, die an dem plana- ren oberen Bereich ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von Verbindungsleitungen zum elektrischen Kontaktieren der Mehrzahl von Sensorelektroden. Dabei ist jeder Sensorelektrode eine Verbindungsleitung zugeordnet, welche sich von der jeweiligen Sensorelektrode bis hin zu dem vertieften unteren Bereich erstreckt. Es wird ferner eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Inspektion eine Leiterbahnstruktur beschrieben. Außerdem wird ein Herstellverfahren für ein oben genanntes Sensorselement angegeben. WO 2008/058949 A2 discloses a sensor element for inspec ^¬ tion of a groove formed on a flat carrier strip conductor structure. The sensor element comprises a substrate wel ^¬ ches is mechanically structured so that it has a erha ^¬ enclosed upper portion and a recessed lower portion of the small upper section and the recessed un ^¬ tere area are connected by a preferably step-shaped transition region. The sensor element further comprises a plurality of sensor electrodes formed on the planar upper portion, and a plurality of connection lines for electrically contacting the plurality of sensor electrodes. In this case, each sensor electrode is assigned a connecting line which extends from the respective sensor electrode to the recessed lower area. A device and a method for inspecting a printed conductor structure are also described. In addition, a manufacturing method for an above-mentioned sensor element is specified.

Die DE 10 2006 054 088 AI offenbart eine Messvorrichtung zum Inspizieren einer Oberfläche eines Substrates. Die Messvor^¬ richtung weist auf ein Halteelement und ein Luftgelagertes Element, welches an dem Halteelement angebracht ist, welches derart ausgebildet ist, dass zusammen mit der zu inspizieren^¬ den Oberfläche des Substrats ein Luftlager bildbar ist, wel^¬ ches eine Elastizität aufweist, sodass das luftgelagerte Ele^¬ ment an Unebenheiten der Oberfläche anpassbar ist. Die Mess- Vorrichtung weist ferner auf zumindest einen Sensor, welcher an dem luftgelagerten Element angebracht ist und welcher zum erfassen der Oberfläche des Substrates eingerichtet ist. In Folge der Flexibilität des luftgelagerten Elements kann der zumindest einen Sensor auch bei einer Welligkeit der zu inspizierenden Oberfläche stets in einem konstanten Messabstand relativ zu der Oberfläche bewegt werden. Es wird ferner ein Messverfahren zur Oberflächeninspektion beschrieben, bei dem die beschriebene Messvorrichtung relativ zu der Oberfläche bewegt wird. DE 10 2006 054 088 A1 discloses a measuring device for inspecting a surface of a substrate. The Messvor ^¬ direction has a holding element and an Air bearing element which is attached to the holding element, which is designed such that, together with the ^¬ to inspect the surface of the substrate, an air bearing can be formed, wel ^¬ ches having an elasticity, so that the air bearing ele ^¬ ment is adaptable to irregularities in the surface. The measuring device further comprises at least one sensor, which is attached to the air-bearing element and which is adapted to detect the surface of the substrate. Due to the flexibility of the air bearing element of the at least one sensor even with a ripple of the surface to be inspected always be moved in a constant measuring distance relative to the surface. A surface inspection measuring method is also described in which the measuring device described is moved relative to the surface.

Bleibt die Kapazität C_serif elec während der Messung konstant, vereinfacht sich die Gleichung 1, dass der erste Summand weg- fällt. Es ergibt sich i sen.elec ⁼ C_{sm fec} If the capacitance C _serif elec remains constant during the measurement, equation 1 simplifies that the first summand falls away. The result is i sen.elec ⁼ C _{sm fec}

In diesem Fall kann an der Sensorelektrode lediglich dann Um- ladestrom I (C_serif elec =konstant) gemessen werden, wenn sich die Spannung an der betrachteten Elektrode zeitlich ändert, da der Kondensator als differenzierendes Element wirkt. Folglich ist eine während einer Messzeit zeitlich konstante Elektro^¬ denspannung U_elec auf diesem Wege nicht zu bestimmen. In this case, charge current I (C _serif elec = constant) can only be measured at the sensor electrode if the voltage at the electrode in question changes over time since the capacitor acts as a differentiating element. Consequently, during a measuring time, a time constant electric ^¬ voltage U _elec can not be determined in this way.

Eine indirekte berührungslose Messung einer absoluten Elekt^¬ rodenspannung wird herkömmlicher Weise mittels Nutzung elektro-optischer Effekte ausgeführt. Ein bekannter Anbieter heißt Photon Dynamics. Ein Einfluss von zusätzlich einge- brachten Kapazitäten auf die zu messende Spannung wird dabei aber weder berücksichtigt, noch werden gegebenenfalls erfor^¬ derliche Korrekturmaßnahmen beschrieben. An indirect non-contact measurement of an absolute Elect ^¬ clearing voltage is carried out a conventional manner by means of use of electro-optical effects. A well-known provider is called Photon Dynamics. An influence of the introduced additional capacity on the voltage to be measured but it neither considered nor erfor ^¬ derliche corrective action if necessary described.

Prinzipiell können ebenso Ladungsverstärkereinheiten oder je- de einem Ladungsverstärker sinngemäß entsprechende Schaltung verwendet werden, um konstante Spannungen indirekt über einen durch eine kapazitive Kopplung hervorgerufenen Stromfluss und damit eine Aufladung von Rückkoppelkondensatoren zu messen. Herkömmliche Ladungsverstärker sind jedoch nicht für Ladungs- mengen unter 1 pC einsetzbar. Quasi statische Vorgänge sind in jedem Fall lediglich unter Verwendung weiterer Kompensati- onsschalungen zur Unterdrückung von Ruheströmen in Folge der verwendeten Operationsverstärker dauerhaft messbar. In principle, it is likewise possible to use charge amplifier units or any circuit corresponding to a charge amplifier in order to measure constant voltages indirectly via a current flow caused by a capacitive coupling and thus a charging of feedback capacitors. However, conventional charge amplifiers can not be used for charge quantities below 1 pC. Quasi-static processes are in any case only using further compensations. Onsschalungen for suppression of quiescent currents due to the operational amplifier used permanently measurable.

In diesem Zusammenhang spricht man von einem Reset eines Ver- stärkers, und zwar von einem Setzen einer Ladung des Rückkoppelkondensators auf einen bekannten Wert. Ein vergleichbarer Reset ist ebenso bei einer Messung einer Beeinflussung eines Stromflusses eines Feld-Effekt-Transistors durch Kopplung der Gate-Elektrode des Transistors mit einer Sensor-Elektrode er- forderlich. Ein derartiger Reset erfolgt hier allerdings auf ein festes Potential. Der Reset ist für Feld-Effekt- Transistoren unabhängig von der Bauart erforderlich. Zudem beruht ein derartiges herkömmliches Messprinzip jedoch auf einer passiven Sensorelektrode auf floatendem Potential. Ge- mäß der vorliegenden Anmeldung weist eine Sensorelektrode ein konstantes elektrisches Potential auf, das nicht floated, so^¬ dass das soeben beschriebene herkömmliche Messprinzip nicht anwendbar ist. Eine weitere Möglichkeit ist eine Nutzung eines sogenannten „CCD fill-and-spill-Prinzips" , wie es beispielsweise ein so^¬ genanntes „potential equilibration method" Verfahren ist, zur Umwandlung der kapazitiv eingekoppelten Spannung in eine dazu proportionale Ladungsmenge. Jedoch befindet sich ebenso bei diesem herkömmlichen Messprinzip die Sensorelektrode auf floatendem Potential. In this context, one speaks of a reset of an amplifier, namely by setting a charge of the feedback capacitor to a known value. A comparable reset is also necessary in a measurement of influencing a current flow of a field-effect transistor by coupling the gate electrode of the transistor with a sensor electrode. However, such a reset takes place here to a fixed potential. The reset is required for field effect transistors regardless of the type. In addition, however, such a conventional measuring principle is based on a passive sensor electrode at floating potential. ACCORDING of the present application includes a sensor electrode at a constant electric potential which is not floated, so ^¬ that the just-described conventional measurement principle is not applicable. A further possibility is a use of a so-called "CCD fill-and-spill" principle, as is for example a so-called ^¬ "potential equilibration method" process for conversion of the capacitively coupled voltage into a proportional amount of charge. However, also in this conventional measuring principle, the sensor electrode is at floating potential.

Es ist damit Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur berührungslosen Messung eines kon- stanten elektrischen Potentials an einer Zielelektrode mit^¬ tels einer kapazitiv zur Zielelektrode gekoppelten, ein konstantes elektrisches Potential aufweisenden Sensorelektrode bereit zu stellen. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch und ein Verfahren gemäß dem Nebenanspruch gelöst. Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen eines konstanten elektrischen Potentials einer Zielelektrode bereitgestellt, wobei die Vorrichtung folgende Einrichtung aufweist: eine ein konstantes elektri- sches Potential aufweisende Sensorelektrode, die zu der Ziel^¬ elektrode kapazitiv gekoppelt ist; eine Messeinrichtung zur Erfassung eines Stromflusses eines Umladestroms durch zumin^¬ dest eine mit der Sensorelektrode verbundene elektrische Lei^¬ tung; eine Einrichtung zur Änderung einer Länge einer Konden- satorstrecke eines aus der Sensorelektrode und der Zielelekt^¬ rode gebildeten Kondensators. It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and a method for the contactless measurement of a constant electrical potential at a target electrode with ^{¬ means of} a capacitive coupled to the target electrode, a constant electrical potential having sensor electrode ready to provide. The object is achieved by a device according to the main claim and a method according to the independent claim. According to a first aspect, a device for contactless detection of a constant electrical potential of a target electrode is provided, the device comprising the following: a sensor having a constant electrical potential sensor electrode which is capacitively coupled to the target ^¬ electrode; a measuring device for detecting a current flow of a recharging current by at least one ^¬ connected to the sensor electrode electrical Lei ^¬ tion; means for changing a length of a path of a condensate sator from the sensor electrode and the Zielelekt ^¬ rode capacitor formed.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum berührungslosen Erfassen eines konstanten elektrischen Potentials einer Zielelektrode bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: kapazitives Koppeln einer ein konstantes elektrisches Potential aufweisenden Sensorelektrode zu der Zielelektrode; mittels einer Messeinrichtung erfolgendes Er^¬ fassen eines Stromflusses eines Umladestroms durch zumindest eine mit der Sensorelektrode verbundene elektrische Leitung; mittels einer Einrichtung zur Änderung einer Länge einer Kondensatorstrecke eines aus der Sensorelektrode und der Ziel^¬ elektrode gebildeten Kondensators. Für eine berührungslose Messung einer konstanten Spannung an einer Zielelektrode mittels einer kapazitiv gekoppelten, auf dauerhaft konstantem Potential festgelegten Sensorelektrode kann lediglich der erste Summand von Gleichung 1 verwendet werde. Für eine konstante Spannung vereinfacht sich Glei- chung 1 zu Gleichung 2: l(U_d = konst) = ^sen'^elec U_d ( 2 ) . According to a second aspect, there is provided a method of non-contact detection of a constant electrical potential of a target electrode, the method comprising the steps of: capacitively coupling a sensor electrode having a constant electrical potential to the target electrode; by means of a measuring device He ^¬ capture a current flow of a recharging by at least one connected to the sensor electrode electrical line; by means of a device for changing a length of a capacitor circuit of a capacitor formed from the sensor electrode and the target electrode ^¬. For a non-contact measurement of a constant voltage at a target electrode by means of a capacitively coupled sensor electrode fixed at permanently constant potential, only the first summand of Equation 1 can be used. For a constant voltage, Equation 1 simplifies to Equation 2: l (U _d = const) = ^sen ' ^elec U _d (2).

' dt ^d dt ^d

Es ergibt sich also ein zu der Spannung proportionaler ladestrom I . Erfindungsgemäß wird eine Änderung einer Länge einer Konden^¬ satorstrecke eines aus betrachteter Zielelektrode und Sensor^¬ elektrode gebildeten Kondensators verwendet. Die Änderung der Länge, die ebenso als Modulation bezeichnet werden kann, der Kondensatorstrecke kann beispielsweise durch eine Bewegung der Sensorelektrode in vertikaler Richtung bewirkt werden. Eine Bewegung in horizontaler Richtung führt nicht zu einer Änderung der Kapazität, solange sich eine Projektion der Sensorelektrode auf die betrachtete Zielelektrode in einem ein- geschränkten Bereich in deren Fläche befindet und die Sensorelektrode eine entsprechende Schirmung aufweist. Liegt in diesem Bereich eine Bewegung in allen drei Raumrichtungen vor, so führt entsprechend lediglich die Komponente in verti^¬ kaler Richtung zu einem Messsignal eines Umladestroms . Beson- ders vorteilhaft und einfach ist eine Bewegung lediglich in vertikaler Richtung, wobei eine Bewegung grundsätzlich nicht darauf beschränkt ist. It thus results in a proportional to the voltage charging current I. According to the invention a change of a length of a path of a condensate ^¬ sator from considered one target electrode and the sensor electrode ^¬ capacitor formed is used. The change in length, which may also be referred to as modulation, of the capacitor path can be effected, for example, by a movement of the sensor electrode in the vertical direction. A movement in the horizontal direction does not lead to a change in the capacitance as long as there is a projection of the sensor electrode onto the target electrode under consideration in a restricted area in its surface and the sensor electrode has a corresponding shielding. Is in this range, a movement in all three directions in space is present, only the component in verti ^¬ Kaler direction accordingly leads to a measuring signal of a charge-reversal current. Particularly advantageous and simple is a movement only in the vertical direction, wherein a movement is basically not limited thereto.

Eine erfindungsgemäße Modulation einer Kondensatorstrecke er- möglicht, über eine Messung von Spannungsänderungen hinaus, eine berührungslose direkte Messung von absoluten Potentialen an Elektroden unter Verwendung einer kapazitiv-gekoppelten Sensorelektrode, die auf dauerhaft konstantem Potential ein^¬ gestellt ist. Modulation according to the invention a capacitor route Made possible, through a measurement of voltage changes addition, a non-contact direct measurement of absolute potentials on electrodes using a capacitively coupled sensor electrode which is provided a ^¬ on durable constant potential.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung und ein erfindungsgemäßes Verfahren berücksichtigen einen ersten Fall, bei dem ein Potential an der betrachteten Zielelektrode aus einer Verbindung mit einer Spannungsquelle oder in einem zweiten Fall aus einer auf der Zielelektrode gespeicherten Ladungsmenge sowie kapazitiver Koppelungen zu Nachbarelektroden einschließlich der Sensorelektrode auf definierten Potentialen resultiert. A device according to the invention and a method according to the invention take into account a first case in which a potential at the considered target electrode results from a connection to a voltage source or in a second case from a charge amount stored on the target electrode and capacitive couplings to neighboring electrodes including the sensor electrode at defined potentials ,

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht. Further advantageous embodiments are claimed in conjunction with the subclaims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Sensorelektrode relativ zu der Zielelektrode in einem vorbestimmten Elektrodenabstand einfach mittels einer Positioniereinrichtung positioniert werden. Eine entsprechende Sensorhalterung kann in konstantem Abstand über ein Substrat geführt werden, wie es beispielsweise die vorstehend genannte DE 10 2006 054 088 AI offenbart. According to an advantageous embodiment, the sensor electrode relative to the target electrode in a predetermined Electrode distance can be easily positioned by means of a positioning device. A corresponding sensor holder can be guided at a constant distance over a substrate, as disclosed, for example, the aforementioned DE 10 2006 054 088 Al.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Verarbeitungseinrichtung zur Ermittlung des Potentials der Zielelektrode mittels des erfassten Umladestroms bereitgestellt wer- den. Diese Ausgestaltung berücksichtigt den ersten und den zweiten Fall. Im ersten Fall kann für den Umladestrom Gleichung 2 gelten. Im zweiten Fall kann für den Umladestrom eine in Verbindung mit Figur 1 beschriebene Gleichung 4 gelten. According to an advantageous embodiment, a processing device for determining the potential of the target electrode by means of the detected recharging current can be provided. This embodiment takes into account the first and the second case. In the first case, equation 2 applies to the charge-reversal current. In the second case, the charging current can be governed by equation 4 described in connection with FIG.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der zweite Fall berücksichtigt werden, dass das Potential der Zielelektrode nicht fest mittels einer Spannungsquelle er^¬ zeugt ist, sondern floatend infolge einer auf der Zielelekt^¬ rode gespeicherten Ladungsmenge und infolge von Koppelkapazitäten zu definierte elektrische Potentiale aufweisenden Nach^¬ barelektroden der Zielelektrode. Eine Messung mit der Sensorelektrode bewirkt in diesem Fall, dass das Potential der Zielelektrode im Vergleich zum ursprünglichen Wert als zu klein bestimmt wird. Zur Berücksichtigung dieses Einflusses der Sensorelektrode auf die Messung kann die Verarbeitungs^¬ einrichtung zur Berechnung des Potentials der Zielelektrode einen aus einem Verhältnis von der Kapazität des Kondensators zur Summe aller Koppelkapazitäten einschließlich der Kapazität des Kondensators berechneten Korrekturfaktor verwenden. Eine Beeinflussung eines Potentials einer betrachteten Zielelektrode durch eine Sensorelektrode kann somit einfach be^¬ rücksichtigt werden. According to a further advantageous embodiment, the second case can be considered that the potential of the target electrode is not fixed by means of a voltage source he ^¬ testifies but floating as a result of data stored on the Zielelekt ^¬ rode charge amount, and as a result of coupling capacitances to defined electrical potentials having After ^¬ barelektroden the target electrode. In this case, a measurement with the sensor electrode causes the potential of the target electrode to be determined to be too small compared to the original value. To take account of this influence of the sensor electrode on the measurement, the processing ^device for calculating the potential of the target electrode can use a correction factor calculated from a ratio of the capacitance of the capacitor to the sum of all coupling capacitances including the capacitance of the capacitor. An influence on a potential of a considered target electrode by a sensor electrode can thus be easily taken into ^account .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Einrichtung zur Erhöhung des Potentials der Sensorelektrode in Form eines Spannungssprungs und es kann eine Einrichtung zur Erfassung eines aus dem Spannungssprung resultierenden Spannungsrückstoßes an der Zielelektrode und die Verarbei- tungseinrichtung zur Berechnung des Korrekturfaktors aus einem Verhältnis von einer Größe des Spannungsrückstoßes zu ei^¬ ner Größe des Spannungssprungs bereitgestellt sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eineAccording to a further advantageous embodiment, a device for increasing the potential of the sensor electrode in the form of a voltage jump and it may be a device for detecting a voltage recoil resulting from the voltage jump at the target electrode and the processing processing device for calculating the correction factor from a ratio of a magnitude of the voltage recoil to ei ^¬ ner size of the voltage jump to be provided. According to a further advantageous embodiment, a

Einrichtung zur Simulation einer alle Elektroden aufweisenden Anordnung zur Bestimmung von jeweiligen Korrekturfaktoren in Abhängigkeit von jeweiligen Zielelektroden auf der Anordnung bereitgestellt sein. Besonders vorteilhaft werden insbesonde- re im vorstehend genannten zweiten Fall gegebenenfalls not^¬ wendige Korrekturfaktoren mittels einer Finite-Elemente- Simulation einer jeweiligen Elektrodenanordnung und deren spezielle Auswertung erzeugt. Es kann eine Messung einer Spannung einer floatenden Zielelektrode in Folge einer Hinzu- nähme von Ergebnissen einer geeigneten Simulation einer A device for simulating an arrangement comprising all electrodes for determining respective correction factors as a function of respective target electrodes on the arrangement may be provided. Particularly in the abovementioned second case, if necessary, necessary correction ^{factors are} generated particularly advantageously by means of a finite element simulation of a respective electrode arrangement and its specific evaluation. It may be a measurement of a voltage of a floating target electrode due to an addition of results of a suitable simulation of a

Elektrodenanordnung, wie es beispielsweise ein AMLCD-Substrat ist, ohne systematische Fehler ermöglicht werden. Die Ergeb^¬ nisse der Simulation können beispielsweise als Korrekturfaktoren tabellarisch hinterlegt und während einer Messung abge- rufen werden. Die Gewinnung der relevanten Korrekturfaktoren erfolgt dabei unabhängig von der Anzahl der Elektroden der untersuchten Anordnung jeweils in nur einem Berechnungsschritt . Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann dieElectrode assembly, such as is an AMLCD substrate, are possible without systematic errors. The resulting ^¬ nisse the simulation can be stored in a table called, for example, as correction factors and off during a measurement. The acquisition of the relevant correction factors is carried out regardless of the number of electrodes of the examined arrangement in each case in only one calculation step. According to a further advantageous embodiment, the

Einrichtung zur Änderung der Länge der Kondensatorstrecke ein schwingungsfähiges Element zur Aufnahme der Sensorelektrode aufweisen, wobei das schwingungsfähige Element über mechani^¬ sche oder elektromagnetische Kräfte zu Schwingungen anregbar sein kann. Eine Anregung einer schwingungsfähigen Sensor- elektrodenhalterung mittels mechanischer oder elektromagnetischer Kräfte, die beispielsweise mittels angelegter elektri^¬ scher Wechselspannungen bewirkt werden, bilden eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Modulation der Kondensatorstrecke. Means for changing the length of the capacitor section comprise a vibratory element for receiving the sensor electrode, wherein the oscillatory element can be excited via mechanical or electromagnetic forces ^¬ to vibrate. An excitation of a vibratory sensor electrode holder by means of mechanical or electromagnetic forces, which are effected for example by means of applied electrical ^¬ shear alternating voltages, form an advantageous embodiment of a modulation of the capacitor line.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Einrichtung zur Änderung der Länge der Kondensatorstrecke ein piezoelektrisches Element aufweisen, welches mit der Sensor- elektrode verbunden sein kann. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine harmonische Änderung der Länge der Kondensatorstrecke in Folge einer Kombination bzw. Verbindung der Sensorelektrode mit einem piezoelektrischen Element. Ein derartiges Piezoele- ment eignet sich vorteilhaft, um eine harmonische Schwingung mit konstanter Frequenz zu bewirken. Eine Geometrie der Sensorelektrode und gegebenenfalls deren Aufhängung bestimmen dabei die Art des Piezoelements , das beispielsweise ein Di^¬ ckenschwinger oder ein Längsschwinger sein kann. Die Verwen- dung von Piezostacks ermöglicht zusätzlich Abstandsvariatio^¬ nen im Bereich von mehreren Mikrometern bis zu Millimetern. Ein in der jeweiligen Anwendung benötigter Hub bzw. eine Amplitude, insbesondere im Mikrometerbereich, sowie die erfor^¬ derliche Schwingungsfrequenz bestimmen die Eigenschaften des erforderlichen Piezoelements. According to a further advantageous embodiment, the device for changing the length of the capacitor section may have a piezoelectric element which is connected to the sensor electrode can be connected. This embodiment enables a harmonic change in the length of the capacitor path as a result of a combination or connection of the sensor electrode to a piezoelectric element. Such a piezoelectric element is advantageously suitable for effecting a harmonic oscillation with a constant frequency. A geometry of the sensor electrode and optionally its suspension thereby determine the type of piezoelectric element, which may be, for example, a Di ^¬ ckenschwinger or a longitudinal oscillator. The use of piezostacks additionally allows Abstandvariatio ^¬ nen in the range of several micrometers to millimeters. A required in the particular application stroke or amplitude, in particular in the micrometer range, and the oscillation frequency erfor ^¬ derliche determine the characteristics of the required piezo element.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Einrichtung zur Änderung der Länge der Kondensatorstrecke zur Bewegung der Zielelektrode ausgebildet sein. Eine zur Messung während einer Messzeit konstanten Spannung erforderliche Än^¬ derung der Länge der Kondensatorstrecke kann ebenso mittels einer Bewegung der betrachteten Zielelektrode bei einer ruhenden Sensorelektrode erfolgen. Besonders vorteilhaft ist eine Verwendung von Schwingungstischen, auf denen zu untersu- chende Substrate gelagert werden können. According to a further advantageous refinement, the device for changing the length of the capacitor path can be designed to move the target electrode. A required to measure during a measurement time constant voltage Än ^¬ alteration of the length of the capacitor section can be carried out at a stationary sensor electrode as well as by means of a movement of the target electrode under consideration. Particularly advantageous is the use of vibration tables on which substrates to be examined can be stored.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann dieAccording to a further advantageous embodiment, the

Einrichtung zur Änderung der Länge der Kondensatorstrecke zurDevice for changing the length of the capacitor line to

Ausführung einer periodischen Bewegung mit einer festen Fre- quenz vorgesehen sein. Ist eine Bewegung speziell periodischer bzw. harmonischer Natur, kann sich ein zur Spannung proportionaler periodischer bzw. harmonischer Umladestrom I gemäß Gleichung 2 ergeben. Grundsätzlich sind ebenso nichtperiodische bzw. nicht-harmonische Bewegungen einer Sensor- elektrode ausführbar, beispielsweise kann eine Bewegung der^¬ art bestimmt sein, dass diese einen konstanten Umladestrom um I bewirkt. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Sensorelektrode luftgelagert an der Positioniereinrichtung derart angebracht sein, dass die Änderung der Länge der Kon^¬ densatorstrecke ausführbar ist. Falls die erzeugte Kapazität Execution of a periodic movement with a fixed frequency be provided. If a movement is of a specific periodic or harmonic nature, a periodic or harmonic recharging current I proportional to the voltage can result according to equation 2. In principle also non-periodic or non-harmonic movement of a sensor electrode are executed, for example, may be determined a movement of the ^¬ art that this causes a constant recharging current to I. According to a further advantageous embodiment, the sensor electrode can be mounted air-bearing on the positioning device such that the change in the length of the Kon ^¬ densatorstrecke is executable. If the capacity generated

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analytisch nach C_{sen e}i_ec ~ — bestimmt werden kann, wobei d d can be determined, dd - analytically C _{sen e} i ~ _ec

dem Abstand der Sensorelektrode zur Zielelektrode entspricht, setzt sich ein Frequenzspektrum des Signals des Umladestroms im harmonischen Fall ausschließlich aus Vielfachen der anregenden Frequenz zusammen, wobei die anregende Frequenz am stärksten wirkt. Weitere Bedingungen, unter denen die analytische Lösung verwendet werden kann, sind ein geringer Abstand der Elektroden im Vergleich zu ihrer Ausdehnung sowie die Beschränkung der Spaltbreite zwischen Sensorelektrode und umgebender Schirmung auf einen Wert kleiner als die Länge der Kondensatorstrecke zwischen Sensorelektrode und Zielelektro^¬ de. Eine hohe Genauigkeit wird erzielt, wenn die Schirmung den Sensorbereich um das Fünffache des Abstands in allen Richtungen überlappt. Eine Ausdehnung der betrachteten Zielelektrode sollte größer oder gleich der Ausdehnung der Schir- mung sein. Zudem sollte der Abstand zwischen Schirmung undcorresponds to the distance of the sensor electrode to the target electrode, a frequency spectrum of the signal of the recharging current in the harmonic case is composed solely of multiples of the exciting frequency, the stimulating frequency acts most strongly. Other conditions under which the analytical solution can be used are a small distance of the electrodes in comparison to their extent and the restriction of the gap width between the sensor electrode and the surrounding shielding to a value smaller than the length of the capacitor gap between the sensor electrode and Zielelektro ^¬ de. High accuracy is achieved when the shield overlaps the sensor area five times the distance in all directions. An extension of the considered target electrode should be greater than or equal to the extent of the shielding. In addition, the distance between shielding and

Sensorbereich ein Fünftel einer Länge der Kondensatorstrecke zwischen Sensorelektrode und Zielelektrode betragen. Mittels eines Piezoelements kann die Sensorelektrode in einen dauer^¬ haften Schwingungszustand versetzt werden. Aus Geschwindig- keit und Substratstruktur kann sich bei entsprechender Sensorelektrode ein zeitliches Messfenster ergeben, indem die vorstehend genannten Bedingungen zur Anwendung der analytischen Lösungen erfüllt sind. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein auf eine Anregungsfrequenz der Änderung der Länge der Kondensatorstrecke abgestimmtes Bandpassfilter zur Filterung eines durch die Messung des Potentials der Zielelektrode gewonnenen Messsignals bereitgestellt sein. Gemäß dieser Ausgestaltung kann eine Rauschunterdrückung bei einer Messsignaländerung mit der Frequenz der Anregung oder einer definierten Frequenz wirksam ausgeführt werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein lineares elektrisches Netzwerk zur Erfassung des Stromflusses des Umladestroms vorgesehen sein. Eine mögliche Nutzung eines linearen elektrischen Netzwerks zur Erfassung des Messsignals ist zum Vergleich einer herkömmlichen Spannungsmessung mittels elektro-optischer Effekte dahingehend vorteilhaft, dass eine Nutzung schwer beherrschbarer nicht-linearer Effekte vermieden werden kann. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass eine zeitliche Änderung der Kapazität des Kondensators eine nicht-lineare Funktion der Anregung sein kann, dies bewirkt vorteilhaft höhere Spannungsamplituden, jedoch ist das Messsignal immer direkt proportional zur an^¬ liegenden Spannung. Sensor area amount to one fifth of a length of the capacitor gap between the sensor electrode and the target electrode. By means of a piezoelectric element, the sensor electrode can be placed in a permanently adhere ^¬ oscillation state. From the speed and the substrate structure, a time measurement window can result for a corresponding sensor electrode by fulfilling the abovementioned conditions for the application of the analytical solutions. According to a further advantageous refinement, a bandpass filter tuned to an excitation frequency of the change in the length of the capacitor path can be provided for filtering a measurement signal obtained by measuring the potential of the target electrode. According to this embodiment, noise suppression at a measurement signal change with the frequency of the excitation or a defined frequency can be effectively performed. According to a further advantageous embodiment, a linear electrical network may be provided for detecting the current flow of the charge-reversal current. A possible use of a linear electrical network for detecting the measurement signal is advantageous in comparison to a conventional voltage measurement by means of electro-optical effects in that the use of difficult-to-control non-linear effects can be avoided. In this context, it is pointed out that a temporal change in the capacitance of the capacitor can be a non-linear function of the excitation, this advantageously causes higher voltage amplitudes, but the measurement signal is always directly proportional to the ^¬ lying voltage.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann bei einem linearen Netzwerk zur Erfassung ein elektrisch parallel zu einem Kondensator einer Ladungsverstärkerschaltung angeschlossener elektrischer Widerstand zur Kompensation von Ru- heströmen und Offset-Spannungen bereitgestellt sein. Da gemäß der vorliegenden Erfindung ein stationäres Spannungssignal in einer dynamischen Messung gewonnen wird, kann ein elektrischer Widerstand, der einen Rückkoppelkreis generell erwei^¬ tert, parallel zu einem Kondensator einer Ladungsverstärker- Schaltung geschaltet werden. Dieser Widerstand bewirkt eine Kompensation aller Störeinflüsse eines Verstärkers wie bei^¬ spielsweise Ruheströme oder Offset-Spannungen bewirkt. Ein derartiger elektrischer Widerstand ist bei einer Messung stationärer Signale aus einer Ladungsverstärkerschaltung nicht möglich. Da das stationäre Spannungssignal erfindungsgemäß in einer dynamischen Messung gewonnen wird, kann die Verwendung einer Ladungsverstärkerschaltung und eine in diesen Fällen notwendige Reset-Funktion entfallen. Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 ein Ersatzschaltbild eines ersten Ausführungs^¬ beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;According to a further advantageous refinement, in the case of a linear network for detection, an electrical resistor connected in parallel with a capacitor of a charge amplifier circuit can be provided to compensate for quiescent currents and offset voltages. Since a stationary voltage signal is obtained in a dynamic measurement of the present invention, an electrical resistor having a feedback circuit generally Erwei ^¬ tert be connected parallel to a capacitor of a charge amplifier circuit. This resistor causes a compensation of all interference of an amplifier as in ^¬ causes, for example, quiescent currents or offset voltages. Such an electrical resistance is not possible in a measurement of stationary signals from a charge amplifier circuit. Since the stationary voltage signal is obtained according to the invention in a dynamic measurement, the use of a charge amplifier circuit and a reset function necessary in these cases can be dispensed with. The invention will be described in more detail by means of exemplary embodiments in conjunction with the figures. Show it: Figure 1 is an equivalent circuit diagram of a first embodiment ^¬ example of a device according to the invention;

Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin^¬ dungsgemäßen Vorrichtung; Figure 2 shows a second embodiment of an inventions ^{¬ to the} invention device;

Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä- ßen Verfahrens .  FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a method according to the invention.

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin^¬ dungsgemäßen Vorrichtung. Mittels der Vorrichtung erfolgt ein berührungsloses Erfassen eines konstanten elektrischen Potentials einer Zielelektrode 1, die beispielsweise eine Pixel^¬ elektrode sein kann. Die Vorrichtung weist folgende Einrichtungen auf: Eine Positioniereinrichtung 2 zum Positionieren einer ein konstantes elektrisches Potential aufweisenden Sen- sorelektrode 3 relativ zu der Zielelektrode 1 in einem vorbe^¬ stimmten Elektrodenabstand zur kapazitiven Kopplung der Sensorelektrode 3 mit der Zielelektrode 1; eine Messeinrichtung 5 zur Erfassung eines Stromflusses eines Umladestroms I durch zumindest eine mit der Sensorelektrode 3 verbundenen elektri- sehen Leitung 7; eine Einrichtung 9 zur mechanischen Modulation einer Kondensatorstrecke 11 eines aus der Sensorelektro^¬ de 3 und der Zielelektrode 1 gebildeten Kondensators 13. Zu^¬ dem zeigt Figur 1 eine Verarbeitungseinrichtung 15 zur Berechnung des Potentials der Zielelektrode 1 mittels des er- fassten Umladestroms I. Figur 1 zeigt den vorstehend genann^¬ ten zweiten Fall, bei dem das Potential der Zielelektrode 1 mittels einer auf der Zielelektrode 1 gespeicherten Ladungs^¬ menge und mittels Koppelkapazitäten 17 zu definierte elektri^¬ sche Potentiale aufweisenden Nachbarelektroden 19 der Ziel- elektrode 1 floatend erzeugt ist. In diesem zweiten Fall ist die Beeinflussung des Potentials der betrachteten Zielelektrode 1 durch die Sensorelektrode 3 zu berücksichtigen. Als Beispiel einer floatenden Zielelektrode 1 kann eine Pixel^¬ elektrode eines AMLC-Display-Substrats einschließlich den die Pixelelektrode umgebende Gate- und Daten-Leitungen betrachtet werden, wobei die Pixelelektrode über einen Dünnschichttransistor (Thin-Film-Transistor, TFT) angesteuert wird. Sperrt der Transistor, liegt die Pixelelektrode auf einer floatenden Spannung und die Sensorelektrode 3 beeinflusst aufgrund der kapazitiven Kopplung die zu messende Elektrodenspannung. Für die floatende Spannung an der Pixelelektrode und für jede be^¬ liebige Elektrode auf floatendem Potential gilt folgende Gleichung 3: 1 shows a first embodiment of a device OF INVENTION ^¬ to the invention. Means of the device is carried out a contact-free sensing of a constant electric potential of a target electrode 1, which may be, for example, a pixel ^¬ electrode. The device comprises the following facilities: a positioning device 2 for positioning a a constant electrical potential having sensor electrode 3 relative to the target electrode 1 in a vorbe ^¬ voted electrode gap for capacitive coupling of the sensor electrode 3 with the target electrode 1; a measuring device 5 for detecting a current flow of a recharging current I through at least one connected to the sensor electrode 3 electrical see line 7; a device 9 for mechanical modulation of a capacitor section 11 a of the sensor electric ^¬ en 3 and the target electrode 1 formed capacitor 13. At ^¬ which Figure 1 shows a processing device 15 for calculating the potential of the target electrode 1 by means of ER- summarized reversal current I. Figure 1 shows the above genann ^¬ th second case, in which the potential of the target electrode 1 having means of data stored on the target electrode 1 charge ^¬ quantity and by means of coupling capacitors 17 to defined electrical ^¬ specific potentials neighboring electrodes 19 of the target electrode 1 generates floating. In this second case, the influence of the potential of the considered target electrode 1 by the sensor electrode 3 is to be considered. As an example of a floating target electrode 1, a pixel ^¬ electrode of a AMLC display substrate including the can, the pixel electrode surrounding gate and data lines are considered, the pixel electrode is controlled by a thin film transistor (Thin-Film Transistor, TFT). If the transistor blocks, the pixel electrode lies on a floating one Due to the capacitive coupling, the voltage and the sensor electrode 3 influence the electrode voltage to be measured. For the floating voltage on the pixel electrode and for each be ^¬ undesirables electrode at a floating potential following Equation 3 applies:

u_float (t = o) (3)

Hierbei sind Q_pi_x die Ladung auf der Pixelelektrode, u _float (t = o) (3)

Where Q _p i _{x are} the charge on the pixel electrode,

Cpix,eleci ^zu -"-^r koppelnden Kapazitäten, einschließlich der der Sensorelektrode 3, die in diesem Ausführungsbeispiel als bereits herangeführt betrachtet werden soll, und Cpix, eleci ^to - coupled capacitances, including that of the sensor electrode 3, which in this embodiment is to be considered already introduced, and

U_e]__eCi die Spannungen an den kapazitiv koppelnden Elektroden, und zwar der Sensorelektrode 3 und der Nachbarelektroden 19. Die zu messende Spannung U_float ist also eine Funktion der _{E e] eCi} the voltages at the capacitive coupling electrodes, namely the sensor electrode 3 and the adjacent electrodes 19. The voltage U _float to be measured is thus a function of

Kapazität 13 zwischen Sensorelektrode 3 und Pixelelektrode Cpix,sen ^unc^ damit, bei bewegter Sensorelektrode 3 oder alter^¬ nativ bei bewegter Pixelelektrode, indirekt eine Funktion der Zeit. Eine Änderung der aus Pixelelektrode und Sensorelektro^¬ de 3 gebildeten Kapazität C_piXiSen, die der Kapazität des Kon^¬ densators 13 entspricht, führt folglich ebenso zu einer zeit^¬ lichen Änderung der Spannungsdifferenz zwischen der betrachteten Zielelektrode 1 und der Sensorelektrode 3, da Capacity 13 between the sensor electrode 3 and pixel electrode Cpix, ^unc ^ sen so that, in moving sensor electrode 3 or age ^¬ natively in moving pixel electrode indirectly a function of time. A change in the capacitance C _piXiSen formed from pixel electrode and sensor electric ^¬ de 3 which the Kon ^¬ densators corresponds to the capacitance 13, and consequently also leads to a ^time-¬ substantial alteration of the voltage difference between the observed target electrode 1 and the sensor electrode 3, since

U_d = U_sen - U_float(t) gilt. Eine derartige Änderung kann bei^¬ spielsweise periodisch sein, sowie ebenso eine Änderung von ungefähr 0 auf eine bestimmte Endkapazität. Zur Beschreibung des hervorgerufenen Umladestroms I müssen folglich beide Summanden der Gleichung (1) herangezogen werden. Man erhält fol- gende Gleichung 4: dCpix, sen (t) Cpix, sen (t) U _d = U _sen - U _float (t) holds. Such a change can be at ^¬ play, periodically, as well as a change of about 0 to a certain final capacity. For describing the induced charge-reversal current I, both terms of equation (1) must therefore be used. The following equation 4 is obtained: dCpix, sen (t) Cpix, sen (t)

(U,sen Ufloat (t)) ^" (4) dt pix, elec(U, sen Ufloat (t)) ^" (4) dt pix, elec

Gleichung (4) gilt sofern Änderungen der Kapazitäten zwischen den Nachbarelektroden 19 und der betrachteten Zielelektrode 1 vernachlässigt werden können. Dies ist gegeben, wenn die Sen- sorelektrode 3 nicht maßgeblich zu den Nachbarelektroden 19 koppelt. Dies wird durch die Verwendung von Schirmungen 25, wie diese in Figur 2 dargestellt sind, bewirkt. Des Weiteren wird sich die zum Zeitpunkt t = 0 herrschende Spannung

Equation (4) applies insofar as changes in the capacitances between the neighboring electrodes 19 and the target electrode 1 under consideration can be neglected. This is the case if the sensor electrode 3 does not significantly couple to the neighboring electrodes 19. This is effected by the use of shields 25, as shown in FIG. Furthermore, the voltage prevailing at the time t = 0 becomes

U_fj__oat(t = θ) lediglich erneut einstellen, wenn die Konfigura- tion zum Zeitpunkt 0 nach einer bestimmten Zeit T erneut eingenommen wird. Dies gilt, wenn alle Elektroden bis auf dieU _ _fj set _oat (t = θ) only once, when the configuration is tion at time 0 after a certain time T taken again. This applies if all electrodes except for the

Sensorelektrode 3 ortsfest sind. Es wird darauf hingewiesen, dass U_fj__oat(t = θ) bereits den Einfluss der herangeführtenSensor electrode 3 are stationary. It should be noted that U _{fj oat} (t = θ) already has the influence of the introduced

Sensorelektrode 3 beinhaltet, also nicht dem aufgrund der An- Ordnung ohne Sensorelektrode vorgegebenen Wert entspricht.Sensor electrode 3 includes, so does not correspond to the predetermined due to the arrangement order without sensor electrode value.

Dieser Einfluss führt bei bewegter Sensorelektrode 3 zum Klammerausdruck in Gleichung 4. Das Verhältnis von Cp-j__x?sen zur gesamten Koppelkapazität ^ Cpix,eleci entscheidet über den i This influence leads to the parenthesized expression in equation 4 when the sensor electrode 3 is moved. The ratio of Cp-j_ _{x sen sen} to the total coupling capacitance C Cpix, eleci determines the i

systematischen Fehler der Messung, und zwar dem Wert, um den U_fj__oat zu klein bestimmt wird. Will man den von der Sensorelektrode 3 unbeeinflussten Wert von U_fj__oat bestimmen, ergeben sich folgende zwei Möglichkeiten: Entweder man kennt diesystematic error of the measurement, namely the value by which U _{fj oat is determined} to be too small. If you want to determine the prospective of the sensor electrode 3 value of U _{f j} _ _oat, results in the following two ways: Either you know the

Summe der gesamten Koppelkapazitäten oder man muss eine Entfernung bestimmen, in der die Kapazität Cp-j__x?sen gegenüber den anderen Koppelkapazitäten vernachlässigbar ist - dies gilt im einfachsten Fall mit U_sen = 0 ; ansonsten besteht eine Abhängigkeit von U_sen - und der Umladestrom I aber noch messbar bleibt. Denkbar ist hier eine Veränderung der Kapazität 13 mit konstanter Geschwindigkeit oder vorteilhafter mit kon- stanter Beschleunigung, welche einen definierten Maximalumla- destrom I liefern würde. Ein derartiges Vorgehen weist jedoch im Fall von Scanns über Elektrodenanordnungen Nachteile auf, da sich dann eine nicht harmonische Bewegung ergibt. Ein der^¬ artiges Vorgehen stellt damit lediglich ein Näherungsverfah- ren bereit. Gleiches gilt für eine Veränderung der Kapazität 13, die einen konstanten Umladestrom I zur Folge hätte. Eine Bestimmung der Koppelkapazitäten ist für viele komplexe Elektrodenanordnungen, wie es beispielsweise in AMLC- Displays, OLED-Displays und dergleichen sind, messtechnisch nicht realisierbar. Eine Messung unter Vermeidung des systematischen Fehlers macht in diesem Fall lediglich eine beglei- tende Simulation der Anordnung möglich. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn die Ladung Qp _x und die Koppelkapazitä^¬ ten, beziehungsweise ihre Summe ^ Cpix,eleci bekannt sind, i Sum of the total coupling capacitances or you have to determine a distance at which the capacity Cp j_ _sen against the other coupling capacitances is negligible _x - this is the simplest case with U _sen = _0?; otherwise there is a dependence on U _sen - and the Umladestrom I but still remains measurable. Conceivable here is a change in the capacity 13 at a constant speed or, more advantageously, with a constant acceleration, which would deliver a defined maximum return current I. However, such a procedure has drawbacks in the case of scans via electrode arrangements, since then results in a non-harmonic motion. One of the ^¬-like approach thus represents only a reindeer Näherungsverfah- ready. The same applies to a change in the capacity 13, which would result in a constant transfer charge I result. A determination of the coupling capacities is complex for many Electrode arrangements, as are for example in AMLC displays, OLED displays and the like, metrologically not feasible. A measurement while avoiding the systematic error makes in this case only an accompanying simulation of the arrangement possible. It should be noted that when the charge Qp _x and Koppelkapazitä ^¬ th, or their sum ^ Cpix are eleci known i

die Spannung an der Sensorelektrode 3 zeitlich so angepasst werden kann, dass U_fj__oat unverändert bleibt. the voltage at the sensor electrode 3 can be adjusted in time so that U _fj _ _oat remains unchanged.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Berücksichtigung eines Einflusses der Sensorelektrode 3 auf die Messung eines floatenden Potentials der Zielelektrode 1 ein aus einem Ver^¬ hältnis der Kapazität des Kondensators 13 zur Summe aller Koppelkapazitäten 17 einschließlich der Kapazität des Kondensators 13 berechneter Korrekturfaktor verwendet. Zur Bestimmung der Koppelkapazitäten wird im Allgemeinen die zu untersuchende Elektrodenanordnung, die beispielsweise die eines LC-Display-Substrat , eines OLED-Substrats , einer gedruckten Elektronik und dergleichen sein kann, auf eine jeweilige kleinstmögliche Einheitszelle reduziert und die parasitären Koppelkapazitäten aus der Feldenergie berechnet. Für n kapa^¬ zitiv gekoppelter Elektroden werden dabei prinzipiell n Spannungsanordnungen benötigt, um sämtliche Koppelkapazitäten zur betrachteten Zielelektrode 1, die beispielsweise die Pixel^¬ elektrode ist, zu berechnen. Da im vorliegenden Fall jedoch lediglich das Verhältnis von C_pixsen zur Summe der Koppelkapa^¬ zitäten ^ Cpix,eleci einschließlich der der Sensorelektrode 3 i According to the present invention, a from a Ver ^¬ ratio of the capacitance of the capacitor 13 used for the sum of all coupling capacitors 17 including the capacitance of the capacitor 13 of calculated correction factor to take account of an influence of the sensor electrode 3 on the measurement of the floating potential of the target electrode. 1 In order to determine the coupling capacitances, the electrode arrangement to be examined, which may be, for example, that of an LCD display substrate, an OLED substrate, printed electronics and the like, is reduced to a respective smallest possible unit cell and the parasitic coupling capacitances are calculated from the field energy. While n-voltage devices are principally needed for n kapa ^¬ zitiv coupled electrodes to all the coupling capacitances to the considered target electrode 1, which is, for example, the pixel electrode ^¬ to calculate. Since in the present case, however, only the ratio of C _pixsen to the sum of capacities Koppelkapa ^¬ ^ Cpix, eleci including the sensor electrode 3 i

als Korrekturfaktor benötigt wird, kann der Aufwand wirksam verringert werden. Dazu wird ein so genannter Voltage-As a correction factor is needed, the effort can be effectively reduced. For this purpose, a so-called voltage

Kickback oder Spannungsrückstoß 23 verwendet. Dazu wird in Form eines Spannungssprungs 21 das Potential der Sensorelekt^¬ rode 3 erhöht. An der Zielelektrode 1 wird der daraus resul^¬ tierende Spannungsrückstoß 23 erfasst. Der Korrekturfaktor kann auf einfache Weise aus dem Verhältnis von Größe desKickback or recoil 23 is used. For this purpose, in the form of a voltage step 21, the potential of the Sensorelekt ^¬ rode 3 is increased. At the target electrode 1 from the resul ^¬ animal voltage recoil 23 is detected. The correction factor can be easily calculated from the ratio of the size of the

Spannungsrückstoßes 23 zur Größe des Spannungssprungs 21 be- rechnet werden. Mit anderen Worten wirkt ein so genannter Voltage-Kickback oder Spannungsrückstoß 23 folgendermaßen: Durch die i-te Elektrode ergibt sich an der Pixelelektrode beziehungsweise Zielelektrode 1 ein jeweiliger Spannungsstoß von : pix, elec-_j_ Voltage recoil 23 to the magnitude of the voltage jump 21 be expected. In other words, a so-called voltage kick back or recoil voltage 23 operates as follows: Due to the i-th electrode results at the pixel electrode or target electrodes 1, a respective voltage surge of: pix, elec- _j _

u-^uk-b,pix ^-i „ ^u-^uelecj_ u- ^u kb, pix ^ -i " ^u - ^u elecj_

pix, elecj der sich aus der Ableitung der Gleichung 3 nach U_ej__eCi ergibt . Es kann der Korrekturfaktor durch eine einzige Berechnung aus der Höhe des Voltage-Kickbacks beziehungsweise Spannungsrück^¬ stoßes 23 an der Pixelelektrode beziehungsweise Zielelektrode 1 unabhängig von der Anzahl der vorhandenen Elektroden berechnet werden. Befinden sich zur Pixelelektrode benachbarte Elektroden auf floatendem Potential, gehen deren Spannungen in Gleichung 3 ein. Dies führt zu einer Verkopplung der Ter- me, was die Berechnung der Summe der Koppelkapazitäten zu diesen Elektroden erforderlich macht. Für eine Vielzahl von Substrat-Typen können jedoch die Kopplungen der floatenden Pixelelektrode zu anderen floatenden Elektroden vernachläs^¬ sigt werden. Figur 1 zeigt insbesondere eine Pixelelektrode als Zielelektrode 1 auf floatendem Potential. Unterhalb der Pixelelektrode ist grau unterlegt die mathematische Formel für den Spannungsrückstoß 23 aufgrund des Spannungssprungs 21 dargestellt. Ebenso grau unterlegt ist in Figur 1 neben derpix, elecj which results from the derivation of Equation 3 after U _ej _ _eCi . There, the correction factor by a single calculation from the height of the voltage kickbacks or voltage feedback ^¬ shock are calculated on the pixel electrode or target electrodes 1, irrespective of the number of available electrodes 23rd If electrodes adjacent to the pixel electrode are at floating potential, their voltages enter equation 3. This leads to a coupling of the term, which requires the calculation of the sum of the coupling capacitances to these electrodes. For a variety of substrate types, however, the couplings of the floating pixel electrode to the other floating electrodes may be vernachläs ^¬ SIGt. FIG. 1 shows in particular a pixel electrode as target electrode 1 at floating potential. Underneath the pixel electrode, the mathematical formula for the voltage recoil 23 due to the voltage jump 21 is shown in gray. Also highlighted in gray is in Figure 1 next to the

Messeinrichtung 5 der Spannungssprung 21 als Spannungsanstieg AU dargestellt. Eine Einrichtung zur Erhöhung des Potentials der Sensorelektrode 3 kann beispielsweise eine steuerbare Spannungsquelle sein. Eine Einrichtung zur Erfassung des re- sultierenden Spannungsrückstoßes 23 kann beispielsweise ein entsprechend angepasstes Voltmeter sein. Die Berechnung des Korrekturfaktors kann vorteilhaft zusätzlich in der Verarbei^¬ tungseinrichtung 15 ausgeführt werden. Des Weiteren zeigt Figur 1, dass das Potential der linken Nachbarelektrode 19 mit- tels einer linken Spannungsquelle U_]_ festgelegt ist. Auf der rechten Seite zeigt Figur 1, dass das Potential der rechten Nachbarelektrode 19 mit einer Spannungsquelle U₂ festgelegt wird . Measuring device 5 of the voltage jump 21 shown as a voltage increase AU. A device for increasing the potential of the sensor electrode 3 may be, for example, a controllable voltage source. A device for detecting the resulting voltage recoil 23 may, for example, be a correspondingly adapted voltmeter. The calculation of the correction factor can be advantageously carried out in addition to the processing ^¬ processing device 15th Furthermore, FIG. 1 shows that the potential of the left neighbor electrode 19 is fixed by means of a left voltage source U _] _. On the right side, Figure 1 shows that the potential of the right Neighboring electrode 19 is set with a voltage source U ₂ .

Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung. Figur 2 zeigt einen Ausschnitt der Figur 1, wobei die Positioniereinrichtung 2 zum Positionieren der ein konstantes elektrisches Potential aufweisenden Sen^¬ sorelektrode 3 relativ zu der Zielelektrode 1 und eine Ein^¬ richtung 9 zur mechanischen Modulation einer Kondensatorstre- cke 11 eines aus der Sensorelektrode 3 und der Zielelektrode 1 gebildeten Kondensator 13 vergrößert dargestellt sind. Zu^¬ sätzlich zeigt Figur 2 benachbart zur Sensorelektrode 3 ange^¬ ordnete Schirmungen 25 sowie ein die Zielelektrode 1 tragen^¬ des Substrat 27. Die Positioniereinrichtung 2 ist in Figur 2 als einfache Sensorhalterung dargestellt. Diese kann bei^¬ spielsweise ein Luftlager entsprechend der Offenbarung der DE 10 2006 054088 AI sein. Dazu kann ein Halteelement und ein luftgelagertes Element bereitgestellt sein, welches an dem Halteelement angebracht ist, welches derart ausgebildet ist, dass zusammen mit dem Substrat 27, auf dem die Zielelektrode 1 und die Nachbarelektroden 19 angeordnet sind, ein Luftlager bildbar ist, und welches eine Elastizität aufweist, so dass das luftgelagerte Element an Unebenheiten der Oberfläche des die Zielelektrode 1 und die Nachbarelektroden 19 aufweisenden Substrats 27 anpassbar ist. Des Weiteren ist gemäß Figur 2 die Einrichtung 9 zur mechanischen Modulation der Kondensatorstrecke 11 insbesondere ein piezoelektrisches Element, welches mit der Sensorelektrode 3 mechanisch verbunden ist. Die mechanische Modulation mittels des piezoelektrischen Ele- ments kann insbesondere sinusförmig sein. Alternativ ist es möglich, eine Einrichtung 9 zur mechanischen Modulation zur Bewegung der Zielelektrode 1 auszubilden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 sind auf dem Piezoelement angren^¬ zend zur Sensorelektrode 3 Schirmungen 25 angeordnet. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Sensorelektrode 3 wirk^¬ sam zu Nachbarelektroden 19 der Zielelektrode 1 koppelt. Auf diese Weise können Änderungen von Kapazitäten zwischen den Nachbarelektroden 19 und der betrachteten Zielelektrode 1 vernachlässigt werden. Auf diese Weise kann ein Umladestrom I mittels Gleichung (4) berechnet werden. Das Substrat 27 kann beispielsweise ein Glassubstrat sein. Figur 2 zeigt eine Sen^¬ sorelektrode 3 einschließlich Schirmung 25, wobei die Sensor- elektrode 3 mit einem Piezoelement 9 verbunden ist und kapa^¬ zitiv zu einer Pixelelektrode als Beispiel für eine Ziel^¬ elektrode 1 gekoppelt ist. Gemäß diesem zweiten Ausführungs^¬ beispiel ist aufgrund der Kombination beziehungsweise Verbin^¬ dung der Sensorelektrode 3 mit einem piezoelektrischen Ele- ment 9 eine harmonische Änderung der Kondensatorstrecke 11 realisierbar . Figure 2 shows a second embodiment of an inventive device. Figure 2 shows a detail of figure 1, wherein the positioning device 2 blocks for positioning a constant electrical potential having Sen ^¬ sorelektrode 3 relative to the target electrode 1 and a one ^¬ direction 9 to the mechanical modulation of a Kondensatorstre- 11 a of the sensor electrode 3 and the target electrode 1 formed capacitor 13 are shown enlarged. ^¬ additionally to Figure 2 is adjacent to the sensor electrode 3 is arranged ^¬ shields 25 as well as the destination electrode 1 ^¬ wear of the substrate 27. The positioning device 2 is shown as a simple sensor bracket in FIG. 2 This may be playing as an air bearing as disclosed in DE 10 2006 054088 AI at ^¬. For this purpose, a holding element and an air-bearing element may be provided, which is attached to the holding element, which is formed such that together with the substrate 27, on which the target electrode 1 and the adjacent electrodes 19 are arranged, an air bearing can be formed, and which Has elasticity, so that the air-bearing element on unevenness of the surface of the target electrode 1 and the adjacent electrodes 19 having substrate 27 is adaptable. Furthermore, according to FIG. 2, the device 9 for the mechanical modulation of the capacitor section 11 is in particular a piezoelectric element which is mechanically connected to the sensor electrode 3. The mechanical modulation by means of the piezoelectric element can in particular be sinusoidal. Alternatively, it is possible to form a mechanical modulation device 9 for moving the target electrode 1. According to the embodiment shown in Figure 2 are on the piezo element angren ^¬ zend to the sensor electrode 3 shields 25 are arranged. In this way it is avoided that the sensor electrode 3 more ^¬ sam coupled to neighboring electrodes 19 of the target electrode. 1 In this way, changes in capacitance between the neighboring electrodes 19 and the target electrode 1 under consideration can be changed be ignored. In this way, a charge-reversal current I can be calculated by means of equation (4). The substrate 27 may be, for example, a glass substrate. Figure 2 shows a Sen ^¬ sorelektrode 3 including shielding 25, wherein the sensor electrode 3 is connected with a piezoelectric element 9 and is kapa ^¬ zitiv coupled to a pixel electrode as an example of a target ^¬ electrode. 1 According to this second embodiment ^¬ example, a harmonic change of the capacitor section 11 can be realized due to the combination or connec ^¬ tion of the sensor electrode 3 with a piezoelectric element 9.

Falls die gebildete Kapazität 13 im modulierten Abstandsbe^¬ reich analytisch nach C_senelec~— bestimmbar ist, wobei d der If the capacitance formed 13 in the modulated Abstandsbe ^¬ rich analytically _SENELEC C ~ - can be determined, where d is the

d  d

Länge der Kondensatorstrecke 11 beziehungsweise der Abstand der Sensorelektrode 3 von der Zielelektrode 1 beziehungsweise der Pixelelektrode ist, setzt sich das Frequenzspektrum des Signals des Umladestroms I im harmonischen Fall ausschließ^¬ lich aus Vielfachen der anregenden Frequenz zusammen, wobei die anregende Frequenz den größten Beitrag liefert. Die Be^¬ dingungen, unter denen diese analytische Lösung verwendet werden kann, sind ein geringer Abstand der Elektroden im Vergleich zu ihrer Ausdehnung, sowie die Beschränkung der Spaltbreite zwischen Sensorelektrode 3 und umgebender Schirmung 25 auf einen Wert deutlich kleiner als die Länge der Kondensa^¬ torstrecke zwischen Sensorelektrode und Zielelektrode. Eine sehr hohe Genauigkeit wird erzielt, wenn die Schirmung 25 den Sensorbereich um das fünffache dieses Abstands in allen Richtungen überlappt, die Ausdehnung der betrachteten Zielelekt- rode 1 sollte größer oder gleich der Ausdehnung der Schirmung 25 sein und der Abstand zwischen Schirmung 25 und Sensorbe^¬ reich ein Fünftel des Plattenabstandes beträgt. Sind Scanns von komplexen Elektrodenanordnungen erforderlich, wie dies beispielsweise bei LCD-Substraten, gedruckter Elektronik und dergleichen der Fall ist, ergibt sich gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 der Vorteil, dass die Sensor^¬ elektrode 3 mittels des Piezoelementes 9 in einem dauerhaften Schwingungszustand versetzt werden und die entsprechende Sen- sorhalterung 2 in konstantem Abstand über das Substrat 27 geführt werden kann. Aus Geschwindigkeit und Substratstruktur ergibt sich bei entsprechender Sensorelektrode 3 ein zeitli- ches Messfenster, in dem die vorstehend genannten Bedingungen zur Anwendung der analytischen Lösung erfüllt sind. Da eine Anregungsfrequenz des Piezoelements 9 in einem weiten Bereich variiert werden kann, beziehungsweise Piezoelemente 9 mit verschiedenen Resonanzfrequenzen verwendet werden können, lassen sich ebenso bei großen Scanngeschwindigkeiten kleine Strukturen auflösen. Gemäß Figur 2 kann alternativ zur Figur 1 das Potential der Zielelektrode 1 mittels einer Spannungs^¬ quelle festgelegt sein. Gemäß Figur 2 ist die Zielelektrode 1 beispielsweise eine Pixelelektrode. Is length of the capacitor section 11 or the distance between the sensor electrode 3 of the target electrode 1 and the pixel electrode, the frequency spectrum of the charge-reversal current I signal sets in harmonic case exclu ^¬ Lich composed of multiples of the exciting frequency, the exciting frequency provides the greatest contribution. The Be ^¬ conditions under which these analytical solution can be used, a small distance between the electrodes compared to its extent, and the restriction of the gap width between the sensor electrode 3 and the surrounding shield 25 to a value significantly smaller than the length of the Kondensa ^¬ torstrecke between sensor electrode and target electrode. Very high accuracy is achieved if the shielding 25 overlaps the sensor region by five times this distance in all directions, the extent of the target electrode 1 under consideration should be greater than or equal to the extent of the shielding 25 and the distance between shielding 25 and sensor ^element is one fifth of the plate distance. Are scans of complex electrode arrangements required, as for example, for LCD substrates, printed electronics, and the like of the case, is obtained according to the second embodiment according to Figure 2, the advantage that the sensor ^¬ electrode 3 durable in a by means of the piezoelectric element 9 Vibration state are offset and the corresponding sensor holder 2 can be performed at a constant distance over the substrate 27. The velocity and the substrate structure result in a corresponding time in the corresponding sensor electrode 3, in which the above-mentioned conditions for the application of the analytical solution are fulfilled. Since an excitation frequency of the piezoelectric element 9 can be varied within a wide range, or piezoelectric elements 9 with different resonance frequencies can be used, small structures can also be resolved at high scanning speeds. According to Figure 2, the potential of the target electrode 1 may be determined by means of a voltage source ^¬ an alternative to FIG. 1 According to FIG. 2, the target electrode 1 is, for example, a pixel electrode.

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Es soll ein konstantes elektrisches Potential ei^¬ ner Zielelektrode 1 berührungslos erfasst werden. Dazu wird ein Verfahren mit folgenden Schritten ausgeführt. Mit einem Schritt Sl erfolgt mittels einer Positioniereinrichtung 2 ein Positionieren einer ein konstantes elektrisches Potential aufweisenden Sensorelektrode 3 relativ zu der Zielelektrode 1 in einem vorbestimmten Elektrodenabstand zur kapazitiven Kopplung der Sensorelektrode 3 mit der Zielelektrode 1. Mit einem zweiten Schritt S2 wird mittels einer Messeinrichtung 5 ein Stromfluss eines Umladestroms I durch zumindest eine mit der Sensorelektrode 3 verbundene elektrische Leitung 7 er^¬ fasst. Bei einem dritten Schritt S3 wird mittels einer Ein^¬ richtung eine Kondensatorstrecke 11 eines aus der Sensor- elektrode 3 und der Zielelektrode 1 gebildeten KondensatorsFIG. 3 shows an exemplary embodiment of a method according to the invention. A constant electrical potential ei ^¬ ner target electrode 1 is to be detected without contact. For this purpose, a method is carried out with the following steps. By means of a positioning device 2, positioning of a sensor electrode 3 having a constant electrical potential relative to the target electrode 1 takes place at a predetermined electrode spacing for the capacitive coupling of the sensor electrode 3 to the target electrode 1. With a second step S2, a measuring device 5 is used Current flow of a recharging current I by at least one connected to the sensor electrode 3 electrical line 7 he ^¬ sums. In a third step S3, by means of a ^¬ A direction, a condenser section 11 of an electrode of the sensor 3 and the target electrode formed capacitor 1

13 mechanisch moduliert. In einem vierten Schritt S4 kann zusätzlich mittels einer Verarbeitungseinrichtung das Potential der Zielelektrode mittels des erfassten Umladestroms berech^¬ net werden. 13 mechanically modulated. In a fourth step S4, the potential of the target electrode by means of the detected charge-reversal current may be Calc ^¬ net additionally by means of a processing device.

Claims

Patentansprüche claims

1. Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen eines konstanten elektrischen Potentials einer Zielelektrode (1), die Vorrich- tung aufweisend: 1. A device for contactless detection of a constant electrical potential of a target electrode (1), the device comprising:

- eine ein konstantes elektrisches Potential aufweisende Sen^¬ sorelektrode (3), die zu der Zielelektrode (1) kapazitiv ge^¬ koppelt ist; - a a constant electrical potential having Sen ^¬ sorelektrode (3) which is capacitively coupled to the target ge ^¬ electrode (1);

- eine Messeinrichtung (5) zur Erfassung eines Stromflusses eines Umladestroms (I) durch zumindest eine mit der Sensor^¬ elektrode (3) verbundene elektrische Leitung (7); - A measuring device (5) for detecting a current flow of a recharging current (I) by at least one with the sensor ^¬ electrode (3) connected electrical line (7);

gekennzeichnet durch marked by

eine Einrichtung (9) zur Änderung einer Länge einer Kondensatorstrecke (11) eines aus der Sensorelektrode (3) und der Zielelektrode (1) gebildeten Kondensators (13). a device (9) for changing a length of a capacitor section (11) of a capacitor (13) formed by the sensor electrode (3) and the target electrode (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2. Apparatus according to claim 1,

gekennzeichnet durch marked by

eine Positioniereinrichtung (2) zum Positionieren der Sensor- elektrode (3) relativ zu der Zielelektrode (1) in einem vor^¬ bestimmten Elektrodenabstand. a positioning device (2) for positioning the sensor electrode (3) relative to the target electrode (1) in a pre ^¬ determined electrode spacing.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 3. Apparatus according to claim 1 or 2,

gekennzeichnet durch marked by

eine Verarbeitungseinrichtung (15) zur Ermittlung des Potentials der Zielelektrode (1) mittels des erfassten Umlade^¬ stroms ( I ) . a processing device (15) for determining the potential of the target electrode (1) by means of the detected recharging ^¬ current (I).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, 4. Apparatus according to claim 2,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das Potential der Zielelektrode (1) mittels einer auf der Zielelektrode (1) gespeicherten Ladungsmenge und mittels Kop^¬ pelkapazitäten (17) zu definierte elektrische Potentiale auf^¬ weisenden Nachbarelektroden (19) der Zielelektrode (1) floa- tend erzeugt ist, wobei dann zur Berücksichtigung eines Ein^¬ flusses der Sensorelektrode (3) auf die Messung die Verarbei^¬ tungseinrichtung (15) einen aus einem Verhältnis von der Kapazität des Kondensators (13) zur Summe aller Koppelkapazitä- ten (17) einschließlich der Kapazität des Kondensators (13) ermittelten Korrekturfaktor verwendet. the potential of the target electrode (1) stored by means of a on the target electrode (1) amount of charge and defined by Kop ^¬ pelkapazitäten (17) electrical potentials on ^¬ facing neighboring electrodes (19) of the target electrode (1) floa- is produced tend, then returning to a consideration of a ^¬ flow of the sensor electrode (3) on the measurement, the proces ^¬ processing device (15) comprises of a ratio of the capacitance of the capacitor (13) to the sum of all Koppelkapazitä- th (17) including the capacitance of the capacitor (13) used correction factor.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5. Apparatus according to claim 4,

gekennzeichnet durch marked by

eine Einrichtung zur Erhöhung des Potentials der Sensorelekt^¬ rode (3) in Form eines Spannungssprungs (21); a device for increasing the potential of the sensor electrode ^¬ 3 (3) in the form of a voltage jump (21);

eine Einrichtung zur Erfassung eines resultierenden Spannungsrückstoßes (23) an der Zielelektrode (1); means for detecting a resulting voltage recoil (23) at the target electrode (1);

die Verarbeitungseinrichtung (15) zur Ermittlung des Korrekturfaktors aus einem Verhältnis von Größe des Spannungsrück^¬ stoßes (23) zur Größe des Spannungssprungs (21) . the processing device (15) for determining the correction factor from a ratio of magnitude of the voltage return ^¬ push (23) to the size of the voltage jump (21).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, 6. Apparatus according to claim 4 or 5,

gekennzeichnet durch marked by

eine Einrichtung zur Simulation einer alle vorstehend genannten Elektroden (1, 3, 19) aufweisenden Anordnung zur Bestimmung von jeweiligen Korrekturfaktoren in Abhängigkeit von jeweiligen Zielelektroden (1) der Anordnung. a device for simulating an arrangement comprising all the aforementioned electrodes (1, 3, 19) for determining respective correction factors as a function of respective target electrodes (1) of the device.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. Device according to one of claims 1 to 6,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Einrichtung (9) zu der Änderung der Länge der Kondensatorstrecke (11) ein schwingungsfähiges Element zur Aufnahme der Sensorelektrode (3) aufweist, wobei das schwingungsfähige Element über mechanische oder elektromagnetische Kräfte zu Schwingungen anregbar ist. the means (9) for changing the length of the capacitor section (11) comprises a vibratory element for receiving the sensor electrode (3), wherein the oscillatory element can be excited to vibrate via mechanical or electromagnetic forces.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Device according to one of claims 1 to 7,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Einrichtung (9) zu der Änderung der Länge der Kondensatorstrecke (11) ein piezoelektrisches Element aufweist, wel^¬ ches mit der Sensorelektrode (3) verbunden ist. the means (9) to the change in the length of the capacitor section (11) comprises a piezoelectric element wel ^¬ ches is connected to the sensor electrode (3).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that

die Einrichtung (9) zur der Änderung der Länge der Kondensatorstrecke (11) zur Bewegung der Zielelektrode (1) ausgebil- det ist. the device (9) for changing the length of the capacitor path (11) is designed to move the target electrode (1).

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that

die Einrichtung (9) zu der Änderung der Länge der Kondensa- torstrecke (11) zur Ausführung einer periodischen Bewegung mit einer festen Frequenz vorgesehen ist. the means (9) for changing the length of the capacitor section (11) is provided for carrying out a periodic movement at a fixed frequency.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 10, 11. Device according to one of the preceding claims 2 to 10,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Sensorelektrode (3) luftgelagert an der Positionierein^¬ richtung (2) derart angebracht ist, dass die Änderung der Länge der Kondensatorstrecke (11) ausführbar ist. the sensor electrode (3) is mounted in air-bearing manner on the positioning ^device (2) such that the change in the length of the capacitor section (11) can be carried out.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch 12. Device according to one of the preceding claims, characterized by

ein auf eine Anregungsfrequenz der Änderung der Länge der Kondensatorstrecke (11) abgestimmtes Bandpassfilter zur Fil^¬ terung eines durch die Messung des Potentials der Zielelekt- rode (1) gewonnenen Messsignals (5) . a to an excitation frequency of the change in the length of the capacitor section (11) tuned to the band-pass filter Fil ^¬ esterification of a rode by the measurement of the potential of Zielelekt- (1) obtained measurement signal (5).

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch 13. Device according to one of the preceding claims, characterized by

ein lineares elektrisches Netzwerk zur Erfassung des Strom- flusses des Umladestroms (I). a linear electrical network for detecting the current flow of the charge transfer current (I).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen elektrisch parallel zu einem Kondensator einer Ladungsverstärkerschaltung angeschlossenen elektrischen Widerstand zur Kompensation von Ruheströmen und Offsetspannungen . 14. The apparatus according to claim 13, characterized by an electrical resistor connected in parallel to a capacitor of a charge amplifier circuit for the compensation of quiescent currents and offset voltages.

15. Verfahren zum berührungslosen Erfassen eines konstanten elektrischen Potentials einer Zielelektrode (1), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: 15. A method for non-contact detection of a constant electrical potential of a target electrode (1), the method comprising the steps of:

- kapazitives Koppeln einer ein konstantes elektrisches Po- tential aufweisenden Sensorelektrode (3) zu der Zielelektrode (1) ;  capacitively coupling a sensor electrode (3) having a constant electrical potential to the target electrode (1);

- mittels einer Messeinrichtung (5) erfolgendes Erfassen eines Stromflusses eines Umladestroms (I) durch zumindest eine mit der Sensorelektrode (3) verbundene elektrische Leitung (7); gekennzeichnet durch  - By means of a measuring device (5) taking place detecting a current flow of a charge-reversal current (I) by at least one with the sensor electrode (3) connected electrical line (7); marked by

mittels einer Einrichtung (9) zur Änderung einer Länge einer Kondensatorstrecke (11) eines aus der Sensorelektrode (3) und der Zielelektrode (1) gebildeten Kondensators (13). by means (9) for changing a length of a capacitor section (11) of a capacitor (13) formed by the sensor electrode (3) and the target electrode (1).

16. Verfahren nach Anspruch 15, 16. The method according to claim 15,

gekennzeichnet durch marked by

mittels einer Positioniereinrichtung (2) erfolgendes Positionieren der Sensorelektrode (3) relativ zu der Zielelektrode (1) in einem vorbestimmten Elektrodenabstand. positioning the sensor electrode (3) relative to the target electrode (1) by means of a positioning device (2) at a predetermined electrode spacing.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, 17. The method according to claim 15 or 16,

gekennzeichnet durch marked by

mittels einer Verarbeitungseinrichtung erfolgendes Ermitteln des Potentials der Zielelektrode mittels des erfassten Umla- destroms. Determining the potential of the target electrode by means of a processing device by means of the detected Umla- destroms.

18. Verfahren nach Anspruch 17, 18. The method according to claim 17,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

das Potential der Zielelektrode mittels einer auf der Ziel- elektrode gespeicherten Ladungsmenge und mittels Koppelkapa^¬ zitäten zu definierte elektrische Potentiale aufweisenden Nachbarelektroden der Zielelektrode floatend erzeugt ist, wo^¬ bei dann zur Berücksichtigung eines Einflusses der Sensorelektrode auf die Messung die Verarbeitungseinrichtung zur Ermittlung des Potentials der Zielelektrode einen aus einemcapacities, the potential of the target electrode by means of a file stored on the target electrode charge amount and means Koppelkapa ^¬ be defined electrical potentials having neighboring electrodes the target electrode is generated floating where ^¬ at then to take account of an influence of the sensor electrode to the measurement, the processing means of the determination of the potential Target electrode one from one

Verhältnis von der Kapazität des Kondensators zur Summe aller Koppelkapazitäten einschließlich der Kapazität des Kondensators ermittelten Korrekturfaktor verwendet. Ratio of the capacitance of the capacitor used to the sum of all coupling capacitances including the capacitance of the capacitor used correction factor.

19. Verfahren nach Anspruch 18, 19. The method according to claim 18,

gekennzeichnet durch marked by

Erhöhen des Potentials der Sensorelektrode in Form eines Spannungssprungs (21);  Increasing the potential of the sensor electrode in the form of a voltage jump (21);

Erfassen eines resultierenden Spannungsrückstoßes (23) an der Zielelektrode ;  Detecting a resulting voltage recoil (23) at the target electrode;

Ermitteln des Korrekturfaktors aus einem Verhältnis von Größe des Spannungsrückstoßes (23) zur Größe des Spannungssprungs (21) .  Determining the correction factor from a ratio of magnitude of the voltage recoil (23) to the size of the voltage jump (21).

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, 20. The method according to claim 18 or 19,

gekennzeichnet durch marked by

Simulation einer alle vorstehend genannten Elektroden aufwei- senden Anordnung zur Bestimmung von jeweiligen Korrekturfaktoren in Abhängigkeit von jeweiligen Zielelektroden der Anordnung .  Simulation of an arrangement having all the electrodes mentioned above for determining respective correction factors as a function of respective target electrodes of the arrangement.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, 21. The method according to any one of claims 15 to 20,

gekennzeichnet durch marked by

Ändern der Länge der Kondensatorstrecke mittels eines schwin^¬ gungsfähigen Elements zur Aufnahme der Sensorelektrode, wobei das schwingungsfähige Element über mechanische oder elektro^¬ magnetische Kräfte zu Schwingungen angeregt wird. Changing the length of the capacitor section by means of a schwin ^¬ viable element for receiving the sensor electrode, wherein the oscillatory element is excited by mechanical or electro ^¬ magnetic forces to oscillate.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, 22. The method according to any one of claims 15 to 21,

gekennzeichnet durch marked by

Ändern der Länge der Kondensatorstrecke mittels eines piezo^¬ elektrischen Elementes, welches mit der Sensorelektrode ver- bunden ist. Changing the length of the capacitor section by means of a piezo ^¬ electric element, which is connected to the sensor electrode.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, 23. The method according to any one of claims 15 to 22,

gekennzeichnet durch marked by

Ändern der Länge der Kondensatorstrecke mittels Bewegen der Zielelektrode. Change the length of the capacitor section by moving the target electrode.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 23, gekennzeichnet durch 24. The method according to any one of the preceding claims 15 to 23, characterized by

Ändern der Länge der Kondensatorstrecke mittels einer perio^¬ dischen Bewegung mit einer festen Frequenz. Changing the length of the track by means of a capacitor perio ^¬ Indian movement with a fixed frequency.

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 24, 25. The method according to any one of the preceding claims 15 to 24,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

die Sensorelektrode luftgelagert an der Positioniereinrich- tung derart angebracht ist, dass die Änderung der Länge der Kondensatorstrecke (11) ausführbar ist. the sensor electrode is air-mounted on the positioning device in such a way that the change in the length of the condenser section (11) can be carried out.

26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis26. The method according to any one of the preceding claims 15 to

25, gekennzeichnet durch 25, characterized by

ein mittels eines auf eine Anregungsfrequenz des Änderns der Länge der Kondensatorstrecke abgestimmten Bandpassfilters er^¬ folgendes Filtern eines durch die Messung des Potentials der Zielelektrode gewonnenen Messsignals. by means of a bandpass filter tuned to an excitation frequency of changing the length of the capacitor ^{path, the} following filtering of a measurement signal obtained by the measurement of the potential of the target electrode.

27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis27. The method according to any one of the preceding claims 15 to

26, gekennzeichnet durch 26, characterized by

mittels eines linearen elektrischen Netzwerks ausgeführten Erfassens des Stromflusses des Umladestroms . By means of a linear electrical network performed detecting the current flow of the charge-reversal.

28. Verfahren nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch 28. The method according to claim 27, characterized by

mittels eines parallel zu einem Kondensator einer Ladungsverstärkerschaltung elektrisch angeschlossenen elektrischen Widerstands ausgeführten Kompensierens von Ruheströmen und Off^¬ setspannungen . by means of a parallel to a capacitor of a charge amplifier circuit electrically connected electrical resistance compensating quiescent currents and off ^{¬ set} voltages.

29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 28, gekennzeichnet durch 29. The method according to any one of the preceding claims 15 to 28, characterized by

Ändern der Länge der Kondensatorstrecke zum Erzeugen eines konstanten Umladestrom.  Changing the length of the condenser section to produce a constant recharge current.